如何使用CBC实现Java 256位AES加密

Question

Java 256位AES加密

基本上，我正在做的是编写一个程序，该程序将加密通过TCP /
IP发送的请求，然后由服务器程序解密。加密将需要是AES，并且进行一些研究后发现我需要使用CBC和PKCS5Padding。所以基本上我也需要一个秘密密钥和一个IV。

我正在开发的应用程序是用于手机的，因此我想使用Java安全包来减小尺寸。我已经完成了设计，但是不确定IV和共享密钥的实现。

这是一些代码：

// My user name
byte[] loginId = "login".getBytes();

byte[] preSharedKey128 = "ACME-1234AC".getBytes();
byte[] preSharedKey192 = "ACME-1234ACME-1234A".getBytes();
// 256 bit key
byte[] preSharedKey256 = "ACME-1234ACME-1234ACME-1234".getBytes();
byte[] preSharedKey = preSharedKey256;

// Initialization Vector
// Required for CBC
byte[] iv ={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};
IvParameterSpec ips = new IvParameterSpec(iv);


byte[] encodedKey = new byte[loginId.length + preSharedKey.length];

System.arraycopy(loginId, 0, encodedKey, 0, loginId.length);
System.arraycopy(preSharedKey, 0, encodedKey, loginId.length, preSharedKey.length);

// The SecretKeySpec provides a mechanism for application-specific generation
// of cryptography keys for consumption by the Java Crypto classes.

// Create a key specification first, based on our key input.
SecretKey aesKey = new SecretKeySpec(encodedKey, "AES");

// Create a Cipher for encrypting the data using the key we created.
Cipher encryptCipher;

encryptCipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
// Initialize the Cipher with key and parameters
encryptCipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, aesKey, ips);

// Our cleartext
String clearString = "33,8244000,9999,411,5012022517,0.00,0,1,V330";
byte[] cleartext = clearString.getBytes();

// Encrypt the cleartext
byte[] ciphertext = encryptCipher.doFinal(cleartext);

// Now decrypt back again...
// Decryption cipher
Cipher decryptCipher = Cipher.getInstance("AES/CBC/PKCS5Padding");
// Initialize PBE Cipher with key and parameters
decryptCipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, aesKey, ips);

// Decrypt the cleartext
byte[] deciphertext = decryptCipher.doFinal(ciphertext);

简而言之，它应该对服务器可以解密的某些消息进行加密，而无需服务器从电话中获取密钥或IV。有什么方法可以保护电话上的IV和密钥，并使服务器仍然知道密钥和IV？随意告诉我，如果不是的话，让它们变得更加清晰。

Answer 1

代码有一些问题。首先，您确实应该使用密钥生成器来生成秘密密钥。对于某些算法，仅直接使用一些文本可能会起作用，但是其他算法的键较弱，因此需要进行测试。

即使您要进行基于密码的加密，也应该通过密钥派生算法来运行密码，以产生密钥，如我)对您已经提到的问题的回答所示。

另外，您不应使用的no-arg getBytes()方法String。这取决于平台。如果您要编码的所有字符串仅包含来自US-
ASCII字符集的字符，请通过明确指定该编码来使其清楚。否则，如果电话和服务器平台使用不同的字符编码，则密钥和IV的结果将不同。

对于CBC模式，最好对您发送的每条消息使用新的IV。通常，CBC IV是随机生成的。CFB和OFB等其他模式 要求 每条消息 都
具有唯一的IV。IV通常与密文一起发送-IV不需要保密，但是如果使用可预测的IV，许多算法都会中断。

服务器不需要直接从电话获取机密或IV。您 可以 使用密钥（或从中派生密钥的密码）配置服务器，但是在许多应用程序中，这将是一个糟糕的设计。

例如，如果要将应用程序部署到多人的电话中，那么对于他们来说使用相同的密钥并不是一个好主意。一个恶意用户可以找回密钥并破坏每个人的系统。

更好的方法是在电话上生成新的秘密密钥，并使用密钥协商算法与服务器交换密钥。为此，可以使用Diffie-
Hellman密钥协议，也可以使用RSA加密秘密密钥并将其发送到服务器。

更新：

只要服务器的公用密钥嵌入到应用程序中，就无需从服务器到电话的初始消息，就可以在“短暂静态”模式（也不太希望使用“静态-静态”模式）中的Diffie-
Hellman。 。

服务器公用密钥不会像在电话中嵌入公用密钥那样带来相同的风险。由于它是公共密钥，因此威胁可能是攻击者将其伸手（或远程入侵）电话并用伪造的密钥替换真实的公共密钥，从而使他可以模拟服务器。

可以使用静态-
静态模式，但实际上更复杂，安全性稍差。每个电话都需要自己唯一的密钥对，否则您将陷入秘密密钥问题。至少服务器不需要跟踪哪个手机具有哪个密钥（假设在应用程序级别上有某种身份验证机制，例如密码）。

我不知道手机有多快。在我的桌面上，生成临时密钥对大约需要1/3秒。生成Diffie-Hellman参数非常缓慢；您肯定要重复使用服务器密钥中的参数。